穿心蓮內(nèi)酯自微乳化釋藥系統(tǒng)的處方優(yōu)化與評價

劉丹霞，張煥濱，廖華衛(wèi)，崔升淼

(廣東藥學(xué)院中藥學(xué)院，廣東廣州510006)

LIU Danxia，ZHANG Huanbin，LIAO Huawei，CUI Shengmiao(School of Traditional Chinese Medicine，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China)

藥劑學(xué)

穿心蓮內(nèi)酯自微乳化釋藥系統(tǒng)的處方優(yōu)化與評價

劉丹霞，張煥濱，廖華衛(wèi)，崔升淼

(廣東藥學(xué)院中藥學(xué)院，廣東廣州510006)

目的研究穿心蓮內(nèi)酯自微乳化釋藥系統(tǒng)(AP-SMEDDS)的處方工藝。方法通過溶解度試驗、相容性試驗、三元相圖的繪制及星點設(shè)計-效應(yīng)面法的優(yōu)化，以粒徑、Zeta電位和自微乳化時間為指標(biāo)，篩選各組分的最佳組合和處方配比。并對優(yōu)化的AP-SMEDDS的理化性質(zhì)和體外溶出度進(jìn)行測定。結(jié)果穿心蓮內(nèi)酯的自微乳處方是:Maisine35-1∶吐溫20∶Transcutol P＝14.3∶39.7∶46.0(質(zhì)量比)。AP-SMEDDS的平均粒徑為19.96 nm，自微乳化時間＜20 s，Zeta電位－9.76 mV，1 h累積溶出度為94.6%，為市售滴丸的2.14倍。結(jié)論所制備的穿心蓮內(nèi)酯自微乳可顯著提高穿心蓮內(nèi)酯的體外溶出度，有望提高穿心蓮內(nèi)酯的口服生物利用度。

穿心蓮內(nèi)酯；自微乳化釋藥系統(tǒng)；處方研究

穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide，AP)是從穿心蓮中提取得到的二萜內(nèi)酯類化合物，是中藥穿心蓮的主要有效成分之一。研究表明，穿心蓮內(nèi)酯具有解熱、抗感染、抗菌、抗病毒、免疫調(diào)節(jié)、保肝利膽、改善心血管機(jī)能、降低血糖等廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，且毒性低、不良反應(yīng)小，具有廣泛的開發(fā)前景[1]。但由于穿心蓮內(nèi)酯在水中的溶解度極小，導(dǎo)致其常規(guī)制劑的口服吸收效果差、生物利用度低，臨床應(yīng)用受到很大的限制。

自微乳化給藥系統(tǒng)(self-microemulsifying drug delivery system，SMEDDS)作為一種新型的口服載藥體系，可增加水難溶性藥物的溶解度，改善藥物的口服吸收效果，提高藥物的生物利用度，還可以減少藥物在高濃度水溶液下使用的細(xì)胞毒性和避免水不穩(wěn)定性藥物的水解及藥物對胃腸的不良刺激[2-3]。本文進(jìn)行了穿心蓮內(nèi)酯的自微乳給藥系統(tǒng)的處方設(shè)計，并進(jìn)行體外相關(guān)性質(zhì)的評價。

1 儀器與試藥

ME204E電子天平(METTLER TOLEDO)；Zetasiter Nano ZS90粒徑分析儀(英國馬爾文公司)；ZRS-8G智能溶出試驗儀(天津天大天發(fā)科技有限公司)；KH-250DB超聲波清洗儀(上海生析超聲儀器有限公司)。

穿心蓮內(nèi)酯對照品(中國藥品生物制品檢定所提供，批號:0797-9302)；穿心蓮內(nèi)酯原料藥(陜西錦泰生物工程有限公司，批號:JT20091205，質(zhì)量分?jǐn)?shù): 98%)；Labrafil M 1944、Labrafac CC、Capryol 90、Transcutol P、Labrasol、Masin35-1(法國Gattefosse公司)；PEG-400(廣東光華化學(xué)有限公司)；油酸乙酯(上海鴻海化工有限公司)；吐溫20、吐溫80(天津富宇精細(xì)化工有限公司)。

2 方法與結(jié)果

2.1 穿心蓮內(nèi)酯HPLC檢測方法的建立[4]

色譜條件:色譜柱為迪馬 C18柱(250 mm× 4.6 mm，5 μm)；流動相為甲醇-水(體積比65∶35)；流速為1.0 mL/min；檢測波長為225 nm；柱溫為35℃；進(jìn)樣量為10 μL。在上述色譜條件下，穿心蓮內(nèi)酯色譜峰理論塔板數(shù)大于3 000，自微乳化輔料不干擾穿心蓮內(nèi)酯的測定，穿心蓮內(nèi)酯質(zhì)量濃度在3.06～40.8 μg/L的范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系(y＝82 490x＋5 419.7，R2＝0.999 9)，高、中、低質(zhì)量濃度的平均回收率為 100.88%、98.58%和99.81%，RSD為1.69%、1.31%和1.57%，日內(nèi)和日間精密度(RSD)均小于2.0%，符合測定要求。

2.2 AP-SMEDDS的處方設(shè)計

2.2.1 穿心蓮內(nèi)酯在油相、乳化劑和助乳化劑中的溶解度考察 通過預(yù)試驗，選取吐溫20、Labrasol為乳化劑，Transcutol P、1-2丙二醇為助乳化劑，Maisine35-1、油酸乙酯為油相。分別取上述油相、乳化劑和助乳化劑5 mL，加入過量的穿心蓮內(nèi)酯，渦旋分散均勻，37℃水浴平衡48 h，10 000 r/min離心10 min，上清液用甲醇稀釋適宜倍數(shù)后，采用HPLC法測定穿心蓮內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。結(jié)果表明，穿心蓮內(nèi)酯在油相中的溶解不理想，Maisine35-1和油酸乙酯的溶解度分別僅為1.17、0.66 mg/mL；而穿心蓮內(nèi)酯在乳化劑和助乳化劑中的溶解度相對較好，吐溫20和Labrasol的溶解度分別為5.88、11.16 mg/mL，Transcutol P和1-2丙二醇的溶解度分別為9.96、14.39 mg/mL。

2.2.2 油相和乳化劑的相容性 選擇對穿心蓮內(nèi)酯溶解度較高的油相和乳化劑進(jìn)行相容性和乳化能力考察。以油酸乙酯和 Maisine35-1為油相，Labrasol和吐溫-20為乳化劑，將油相和乳化劑按質(zhì)量比1∶9、2∶8、3∶7、4∶6混合均勻，目測是否有明顯渾濁或分層現(xiàn)象，如目測現(xiàn)象不明顯時，將混合物置于3 000 r/min離心10 min，觀察是否出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。取無相分離的混合物樣品適量，于100 r/min攪拌下滴入100倍量預(yù)熱至37℃的水中，以目測等級[5]為指標(biāo)觀測乳化情況，目測標(biāo)準(zhǔn)分為5個等級: A級，迅速乳化(≤1 min)，澄清或微泛藍(lán)光；B級，迅速乳化(≤1 min)，溶液呈半透明，呈藍(lán)白光；C級，乳化稍慢(≤2 min)，呈亮白色不透明液體；D級，乳化較慢(＞2 min)，色澤暗，呈灰色，略帶油狀；E級，難乳化，一直有油滴存在；“－”為渾濁或分層。結(jié)果見表1。

表1 油相和乳化劑的相容性Table 1 Results of compatibility tests

可見，除了Maisine35-1和吐溫-20的配伍乳化效果和相容性較好之外，其余配伍的乳化效果或相容性較低，因此選擇Maisine35-1為油相，吐溫-20為乳化劑進(jìn)行下一步考察。

2.2.3 助乳化劑的選擇 將乳化劑與助乳化劑按質(zhì)量比1∶1混合均勻，再與Maisine35-1按質(zhì)量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4混勻，于100 r/min攪拌下滴入100倍量預(yù)熱至37℃的水中，觀察體系的乳化情況。結(jié)果顯示，1-2丙二醇和Transcutol P的乳化區(qū)域大小相似。但是，當(dāng)采用比例6∶4的1-2丙二醇作為穿心蓮內(nèi)酯自微乳化處方的助乳化劑時，稀釋過程中藥物會在短時間內(nèi)大量析出，而采用Transcutol P則沒有出現(xiàn)該現(xiàn)象，且對穿心蓮內(nèi)酯的溶解度也較高。綜合考慮，選擇Transutol P為自微乳化處方的助乳化劑。

2.3 AP-SMEDDS的處方優(yōu)化

2.3.1 偽三元相圖的繪制 根據(jù)處方組分的篩選結(jié)果，分別以吐溫-20、Transcutol P和Maisine35-1為自微乳化處方的乳化劑、助乳化劑和油相，將吐溫-20和Transcutol P按質(zhì)量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9混合均勻，再與油相按質(zhì)量比9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5、4∶6、3∶7、2∶8、1∶9混合均勻，取100 mg藥物加入到空白處方中，充分溶解后，于100 r/min攪拌下滴入100倍量預(yù)熱至37℃的水中，按照“2.2.2”項下的目測方法，記錄能形成自微乳的點，采用Origin軟件繪制處方的自微乳化區(qū)域，確定自微乳化區(qū)域中各因素的取值范圍，結(jié)果見圖1。

圖1 自微乳化給藥系統(tǒng)的偽三元相圖Figure 1 Pseudo-ternary phase diagram of SMEDDS

2.3.2 星點設(shè)計法優(yōu)化處方

2.3.2.1 平均粒徑與電位的測定 取1 mL自微乳于50 mL燒杯中，加入蒸餾水20 mL，渦旋使分散均勻，采用馬爾文激光粒度儀分別測定平均粒徑和Zeta電位。

2.3.2.2 自微乳化時間的測定 取自微乳1 mL加入100 mL蒸餾水中，磁力攪拌，轉(zhuǎn)速100 r/min，從自微乳液接觸溶液時開始計時，測定完全形成均勻乳液的時間。

2.3.2.3 星點設(shè)計法 以自微乳化區(qū)域中吐溫-20、Transcutol P和Maisine35-1的質(zhì)量比為自變量；以自微乳化時間、分散后的平均粒徑及Zeta電位為因變量，采用 Design expert 8.0.6進(jìn)行 Box-Behnken design設(shè)計。自微乳化區(qū)域中各因素的取值范圍見表2，設(shè)計及響應(yīng)值見表3。

表2 Box-Behnken design設(shè)計的各因素取值范圍Table 2 The range of factors in Box-Behnken design w/%

表3 Box-Behnken design設(shè)計表及響應(yīng)值Table 3 Box-Behnken design table and response values

2.3.3 數(shù)據(jù)模型擬合 運(yùn)用Design Expert 8.0.6，以方程回歸系數(shù)最大且F檢驗合格為原則，對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得到方程如下:

Zeta電位＝－9.88＋6.81X1－0.99X2－2.55X3－1.40X1X2＋2.73X1X3＋2.62X2X3－5.99 X12－2.64 X22＋0.14 X32(R2＝0.953 8，P＝0.000 7)；

乳化時間＝15.00－138.38 X1－211.00 X2＋190.13 X3＋155.50 X1X2－121.25 X1X3－257.50 X2X3＋11.87 X12＋150.12 X22＋108.88 X32(R2＝0.908 9，P＝0.000 5)。結(jié)果顯示，Zeta電位、平均粒徑和乳化時間和各自變量之間的非線性擬合效果較好，相關(guān)系數(shù)均大于0.90，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.3.4 處方的預(yù)測和驗證 運(yùn)用Design Expert軟件的預(yù)測功能，以平均粒徑＜30 nm，自微乳化時間＜20 s，Zeta電位＜－12 mV為限制條件[6]，進(jìn)行最優(yōu)處方的預(yù)測。結(jié)果得到10個符合條件的處方。出于安全考慮，以油相用量多，乳化劑用量少為原則，綜合評價后，確定優(yōu)化處方的質(zhì)量比為Maisine35-1∶吐溫20∶Transcutol P＝14.3∶39.7∶46.0。對預(yù)測處方的驗證結(jié)果表明，各指標(biāo)偏差絕對值均＜6%，見表4。可見，所建立的數(shù)學(xué)模型具有良好的預(yù)測效果。

表4 優(yōu)化處方的驗證試驗結(jié)果(n＝3)Table 4 Verification test results of optimized formulation

2.4 微乳的質(zhì)量評價

2.4.1 微乳形態(tài)和粒徑分布 取AP-SMEDDS適量，用蒸餾水稀釋20倍，攪拌均勻后，取適量滴加于銅網(wǎng)上，用質(zhì)量濃度3%的磷鎢酸溶液染色，用濾紙吸取過多的染色液，室溫晾干，置于透射電鏡下觀察(見圖2)，并用馬爾文激光粒度儀測定微乳的粒徑和電位(見圖3～圖4)。結(jié)果顯示，電鏡下稀釋后形成的乳滴呈圓球形，乳滴間無粘連，形態(tài)良好；微乳的平均粒徑為19.96 nm(PDI＝0.215)，Zeta電位－9.76 mV。

圖3 AP-SMEDDS的粒徑分布Figure 3 Particle size profile of AP-SMEDDS

圖4 AP-SMEDDS的電位Figure 4 Zeta potential of AP-SMEDDS

2.4.2 微乳的溶出度試驗 取含等物質(zhì)量的穿心蓮內(nèi)酯自微乳制劑(20 mg/粒)、穿心蓮原料藥和穿心蓮內(nèi)酯滴丸(150 mg/袋)，按照2010年版《中國藥典》附錄溶出度測定法(轉(zhuǎn)籃法)測定，以500 mL蒸餾水為溶出介質(zhì)，溫度為(37±0.5)℃，轉(zhuǎn)速100 r/min。依法操作，分別于5、10、15、30、45、60 min取樣5 mL，用0.45 μm微孔濾膜濾過，同時補(bǔ)液5 mL。取續(xù)濾液，加甲醇稀釋后按照“2.1”項法測定測定穿心蓮內(nèi)酯含量，繪制溶出曲線，結(jié)果見圖5。可見，穿心蓮內(nèi)酯SMEDDS在10 min內(nèi)溶出達(dá)90%左右，而穿心蓮內(nèi)酯原料藥和穿心蓮內(nèi)酯滴丸60 min的溶出分別僅為17.9%和44.3%，表明該穿心蓮內(nèi)酯自微乳化制劑可大大提高藥物的體外溶出。

圖5 穿心蓮內(nèi)酯溶出度比較Figure 5 Cumulative dissolution profiles of AP(n＝3)

3 討論

由于穿心蓮內(nèi)酯具有酯類結(jié)構(gòu)，而酯類結(jié)構(gòu)易受酸堿條件和溫度變化的影響而開環(huán)水解，進(jìn)而影響制劑的質(zhì)量穩(wěn)定性；所以，試驗前期對穿心蓮內(nèi)酯的pH值和溫度穩(wěn)定性進(jìn)行了考察。結(jié)果顯示，穿心蓮內(nèi)酯在堿性條件下不穩(wěn)定，在pH＞8.0的條件下室溫放置10 d后，殘余的藥物濃度只有起始藥物濃度的80%左右；相比之下，穿心蓮內(nèi)酯在中性和酸性條件下則較穩(wěn)定，特別是pH值為3～4范圍內(nèi)，放置10 d后藥物的濃度基本無變化。這提示將制劑的pH值控制在中性或酸性條件下有利于藥物的保存。

本文采用動態(tài)光散射技術(shù)測定自微乳粒徑的大小和分布狀況，為了保證樣品粒徑檢測的準(zhǔn)確性，樣品的濃度應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)。如果樣品濃度太低，可能會沒有足夠的散射光進(jìn)行測量；如果樣品濃度太高，就會發(fā)生多重散射。經(jīng)測定，稀釋倍數(shù)為20倍左右所測得的粒徑和電位結(jié)果最為穩(wěn)定、重復(fù)性好。

Pouton[7]根據(jù)處方是否含助乳化劑將自微乳化制劑歸納為兩類，一類是油相比例較高且不含助乳化劑，另一類是油相比例較低并含有助乳化劑。由于穿心蓮內(nèi)酯在油相中的溶解度不理想，而在Transcutol P、1-2丙二醇等助乳化劑中的溶解度較好，為了提高體系的載藥量和促使微乳的形成，本研究選擇含助乳化劑的自乳化體系。

本文結(jié)果顯示，當(dāng)自微乳化處方采用較大比例的1-2丙二醇作為助乳化劑時，稀釋過程中穿心蓮內(nèi)酯會在短時間內(nèi)大量析出。原因可能是稀釋過程中親水性的1-2丙二醇快速遷移至水相中，導(dǎo)致微乳的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，致使疏水性的藥物暴露于周圍水環(huán)境而析出的緣故。

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(責(zé)任編輯:陳翔)

Optimization and evaluation of prescription for andrographolide self-microemulsifying drug delivery system

ObjectiveTo develop the formulation of andrographolide self-microemulsifying system(APSMEDDS).MethodsThe optimum formulations of AP-SMEDDS were screened by solubility，compatibility，ternary phase diagram and Box-Behnken design-response surface methodology，with the particle size，Zeta electric potential and self-microemulsifying time as parameters.The physic-chemical property and dissolution characters of AP-SMEDDS were also determined.ResultsThe optimum AP-SMEDDS was maisine35-1∶Tween20∶Tronssutol P＝14.3∶39.7∶46.0.The mean particle diameter was 19.96 nm，the Zeta potential was－9.76 mV，and the self-microemulsifying time was less than 20 s.The accumulative dissolution of AP-SMEDDS was 94.6%，which was about 2.14 times as much as that of the marketed pills.ConclusionAP-SMEDDS can increase the accumulative dissolution of andrographolide significantly，which is advantageous to improve oral bioavailability of andrographolide.

andrographolide；self-microemulsifying drug delivery system；formulation design

R944.9

:A

10.3969/j.issn.1006-8783.2015.05.001

1006-8783(2015)05-0561-05>

LIU Danxia，ZHANG Huanbin，LIAO Huawei，CUI Shengmiao
(School of Traditional Chinese Medicine，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China)

2015-07-08

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(201410573008)；廣東省科技計劃項目(2013B031800019)

劉丹霞(1993—)，2012級中藥制藥本科生；通信作者:崔升淼(1974—)，女，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，從事中藥新劑型與新技術(shù)研究，電話:020-39352169，E.mail:cuishengmiao＠qq.com。

時間:2015-09-28 15:20

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20150928.1520.004.html